Vorwort und Danksagung Einführung... 16

Transkript

1 5 1 2 Vorwort und Danksagung Einführung Einleitung Motivation und übergeordnete Aufgabenstellung des Projekts Voraussetzungen, unter denen das Vorhaben durchgeführt wurde Planung und Organisation des Projekts Projektpartner Projektstruktur und Arbeitspakete Ablauf Wissenschaftlicher und technischer Stand, an den angeknüpft wurde Übersicht Energiespeicher Elektrischer Antrieb Leistungselektronik Karosserie Bordnetz Zusammenarbeit mit anderen Stellen Literatur und Referenzen Ganzheitlicher und modularer Ansatz Herausforderungen und Ziele Konzepte und Lösungen Modulares Batteriesystem Modulare HV-Architektur Modulare Vernetzungsarchitektur Diversifiziertes Antriebssystem Fahrzeugkonzepte aus dem modularen Baukasten e sport... 39

2 e city e family Literatur und Referenzen Demonstrator Eigenschaften Karosserie Aufbau Karosserie und Leichtbau Herausforderungen und Ziele Konzepte und Lösungen Erhöhung der passiven Sicherheit und Leichtbaugüte mit Hilfe eines im Crash deformierbaren Batteriesystems Gewichtseinsparung durch FVK-Bauteile mit Thermoplastmatrix Umsetzung Die Karosserie des Demonstratorfahrzeugs F Entwicklung und Aufbau crashdeformierbarer Batteriesysteme Entwicklung und Fertigung von FVK-Bauteilen für die Struktur des Demonstratorfahrzeugs F Test und Inbetriebnahme Quasistatischer Versuch an einzelner Makrozelle Komponententest am Batteriemodul Verbau und Integrationstests Lessons Learned und Handlungsbedarfe Literatur Energiespeicher Herausforderungen und Ziele Konzepte und Lösungen Packebene

3 Makrozellkonzept Umsetzung Entwicklung und Konstruktion der Makrozellen Konstruktion des Batteriesystems Entwicklung und Konstruktion der Schützbox Aufbau des Batteriemanagementsystems (Hardware) Algorithmen für das Batteriemanagementsystem Komponententest Batteriepack Verbau und Integrationstests Verbau der Makrozellen Zukünftiger Handlungsbedarf und Lessons Learned Literatur und Referenzen Antrieb Herausforderungen und Ziele Konzepte und Lösungen Bedarfsabschätzung der benötigten Drehmomente und Leistungen Methodik zur Konzeption des Antriebssystems Auswahl Antriebskonzept: VA, HA, Allrad Vorderachskonzept im Demonstrator Elektrisches Schalten Hinterachskonzept im Demonstrator Umsetzung Auswahl Getriebetyp, Kupplung und Differential am Vorderachsmodul Auslegung der elektrischen Maschine für das Vorderachsmodul Weiterführende Gesichtspunkte im Entwurfsprozess Test und Inbetriebnahme Prüfstandsumgebung Inbetriebnahmetests des Vorderachsmoduls Lessons Learned und Handlungsbedarfe

4 8 7.6 Literatur und Referenzen Hochvoltarchitektur Herausforderungen und Ziele Modellierung der Komponenten Antriebswechselrichter DC/DC-Wandler Umsetzung des Optimierungsprozesses Simulationsergebnisse Antriebswechselrichter Vergleich der Systeme mit und ohne DC/DC-Wandler Evaluation der DC/DC-Wandler-Topologien Festlegung der Hochvoltarchitektur Lessons Learned und Handlungsbedarfe Literatur und Referenzen Leistungselektronik DC/DC-Wandler und Umrichter Konzepte und Lösungen Gemeinsame Komponenten Hochvolt-DC-DC-Wandler Antriebsumrichter Niedervolt-DC/DC-Wandler Halbleiterpackaging Lessons Learned und Handlungsbedarfe On-Board-Ladegerät Herausforderungen und Ziele Konzepte und Lösungen Umsetzung Test und Verifikation

5 Leassons Learned Ausblick Literatur und Referenzen Fahrzeugregler- und steuerung Fahrzeugsteuerung Herausforderungen und Ziele Konzepte und Lösungen Umsetzung Test und Inbetriebnahme Handlungsbedarfe (nach Ende des Projektes) Fahrdynamikregelung Fahrdynamische Potenzialanalyse dezentraler Antriebsstrangarchitekturen Fahrdynamikregelung von E-Fahrzeugen Fahrdynamikregelung für das Demonstratorfahrzeug Literatur und Referenzen Bordnetz Herausforderungen und Ziele Konzepte und Lösungen Umsetzung im Fahrzeug Test und Inbetriebnahme Handlungsbedarfe und Ausblick Vernetzung Herausforderungen und Ziele Konzepte und Lösungen Umsetzung im Fahrzeug Simulation Test und Inbetriebnahme

6 Handlungsbedarfe und Ausblick Literatur Thermomanagement Vorbemerkungen Herausforderungen und Ziele Konzepte und Lösungen Aktive und passive Maßnahmen zur Senkung des Wärme- bzw. Kältebedarfs der Fahrgastzelle Kombinierte Kühl- und Beheizungsanlage Kühlkreisläufe mit bedarfsgerechter Kälte- und Wärmebereitstellung Regelung und Software Ergebnisse Simulative Potentialermittlung zur Abwärmerückgewinnung Messung zur Innenraumbeheizung Handlungsbedarf Literatur und Referenzen Akustik Herausforderungen und Ziele Konzepte und Lösungen Aggregatlagerung Aktives Sounddesign Umsetzung Modellierung Längsdynamik und Aggregatlagerung Verbau und Integrationstests Lessons Leaned und Handlungsbedarfe HMI Übersicht

7 Herausforderungen und Ziele Konzepte und Lösungen Modulare Software-Architektur Auswahl der Hardware-Komponenten Umsetzung Arbeits- und Aufgabenumfeld der projektbeteiligten Unternehmen ipad-applikation F Frei programmierbares Kombi-Instrument Fahrstufenbedienelement in der Mittelkonsole Konzeptentwurf für Steuerung Ladevorgang HMI-Präsentationsterminal Test, Verbau und Inbetriebnahme Handlungsbedarfe Absicherung Gesamtfahrzeugsimulation Einführung Stand der Simulationsnutzung Stand der Simulationstechnik Herausforderungen und Ziele Konzepte und Lösungen Umsetzung Workflow aus Sicht eines Entwicklers Workflow aus Sicht eines Anwenders Ergebnisse der Simulation Handlungsbedarfe und Lessons Learned Funktionale Sicherheit Herausforderungen und Ziele Elektrifizierter Antriebsstrang Konzepte und Lösungen

8 Umsetzung Technisches Sicherheitskonzept des elektrifizierten Antriebsstrangs. 599 Test und Inbetriebnahme Verbau und Integrationstests Lessons Learned und Handlungsbedarfe Literatur und Referenzen Weitere Demonstratoren Adsorptionsspeicher Motivation Arbeitsweise eines Adsorptionsspeichers Untersuchungsergebnisse Zusammenfassung und Ausblick Literatur und Referenzen Pedalhaptiksimulator Hintergrund Kerninhalte Kernziele Stand der Wissenschaft und Technik Benchmark von ge- und entkoppelten Bremssystemen Aufbau des Forschungsfahrzeugs PEGASYS ep Probandenstudien Vorgaben zur Auslegung künftiger Bremsanlagen Konzeption für Pedalhaptiksimulatoren Projektablauf und Projektherausforderungen Elektromagnetisches Federbein Übersicht Motivation und Zielsetzung Literaturrecherche Aufbau MKS-Fahrzeugmodell Aufbau elektromagnetisches Federbein Konzeptgestaltung

9 Aufbau von Prüfständen zur Systemintegration Zusammenfassung und Ausblick Literatur und Referenzen Wissensmanagement Herausforderungen und Ziele Konzepte und Lösungen Analysierendes Verfahren: FLOW-Analyse der Arbeitspakete Analysierendes Verfahren: Usabilityuntersuchungen am e performance-wiki Analysierendes Verfahren: Organisation und Suche von Projektartefakten Workflow-integriertes Verfahren: Protokolltransformation Workflow-erweiterndes Verfahren: Mobile Dokumentation des Fahrzeugaufbaus mit Hilfe einer App für das Apple ipad Tools Umsetzung der entwickelten Tools Test und Inbetriebnahme Handlungsbedarfe (nach Ende des Projektes) Lessons Learned Einsatz von Wissensmanagementwerkzeugen (Wiki) Einsatz von Wissensmanagementwerkzeugen (Projektraum) Ontologien / SVNminer Auswertung/Kommentare Dynamische Änderungen an Funktionalität und Design der App Protocolator und Post-IT Literatur und Referenzen Veröffentlichungen